Обработка результатов лабораторных исследований физико-механических свойств горных пород

Задание № 6

По приведенным ниже результатам ситового анализа несвязанных пород построить интегральную кривую зернового состава, определить степень неоднородности и дать наименование пород

Зерновой состав частиц % по массе	Вариант
	1, 11,	2, 12,	3,13,	4,14,	5,15,	6,16,	7,17,	8,18,	9,19	10,20
Более 200мм						-		-	-
200-100 -//-	-
100-60 -//-	-							-	-
60-40 -//-
40-20 -//					-		-		-
20-10 -//-					-				-
10-5 -//-					-
5-2 -//-
менее 2 -//-
Степень окатанности Частиц	ОК	Н	ОК	Н	Н	ОК
Примечание: ОК-окатанные; Н- неокатанные.

Решение варианта 1. Для определения названия породы по зерново­му (гранулометрическому) составу последовательно определяют суммар­ное содержание частиц (%), начиная от наиболее крупных фракций, и сравнивают его с табличными значениями (ГОСТ 25100-82): крупнее 200 м -4%, или менее 50 % -значит порода не валунная; крупнее 10 мм-(4+5+9+28)= 46% или менее 50%; значит порода не галечниковая; крупнее 2 мм - (46+33+15)=94% или более 50%, следовательно порода гравийная (с учетом преобладания окатанных частиц). Для построения интегральной кривой гранулометрического состава вычисляют суммарное содержание частиц (%), начиная от самых мелких и результаты сводят в таблицу

Диаметры частиц, мм	<2	<5	<10	<20	<40	<60	<100	<200
Суммарное содержа­ние частиц А,%

По этим данным строят кривую (рис. 7 а), откладывая по оси абс­цисс диаметры частиц, а по оси ординат суммарное содержание частиц (%) менее данного диаметра. С целью сокращения горизонтального размера графика, особенно при наличии в породе частиц, отличающихся по размеру на несколько порядков, по оси абсцисс откладывают не диаметры, а их логарифмы (рис. 7 б). Эффективные диаметры d₁₀ и d₆₀ находят графи­чески, проводя горизонтальные прямые через точки на оси ординат, соот­ветствующие 10 и 60% суммарного содержания частиц, до пересечения с интегральной кривой, и опускают перпендикуляр из точек пересечения на ось абсцисс (рис. 76). По графику определяют: d₁₀«3,3 мм; d₆₀«11,5 мм и вычисляют степень неоднородности Сн=d₆₀/d₁₀=1 1,5/3,3=3,5. Следователь­но, порода крупнообломочная, гравийная, неоднородная.

Задание № 7

В лабораторных условиях определены: плотность частиц грунта у_м, естественная влажность W, плотность грунта r, максимальная молекуляр­ная влагоемкость W_м, влажность на границе текучести W_i, влажность на границе раскатывания W_r. Требуется вычислить указанные ниже показате­ли.

Ва ри ан т	Рм, г/см3	Р, г/см3	W	Wм	WL	Wr	Вычислить
1, 10,	2,75	2,03	0,24	0,16	0,40	0,20	Коэффициент пористости, полную влагоемкость, консистенцию.

2, 11,	2,69	1,89	0,21	0,15	0,31	0,22	Пористость, недостаток насыщения, число пластичности.
3, 12,21	2,67	1,83	0,11	0,08	0,20	0,15	Полную влагоемкость, консистенцию, плотность сухого грунта, пористость, степень влажности.
4, 13,	2,72	1,94	0,30	0,21	0,37	0,29	Недостаток насыщения полную влагоемкость, коэффициент пористости, пластичность.
5, 14,	2,80	2,11	0,40	0,29	0,30	0,21	Объемную влажность, плотность сухого грунта, коэффициент пористости, консистенции, степень влажности.
6, 15,	2,80	2,15	0,35	0,27	0,30	0,27	Степень влажности, коэффициент водоотдачи, пористость, число пластичности.
7, 16,	2,65	1,91	0,27	0,17	0,21	0,12	Плотность сухого грунта, коэффициент водоотдачи, консистенцию
8, 17,	2,79	2,01	0,41	0,29	0,35	0,26	Полную влажность, коэффициент пористости, недостаток насыщения, степень влажности.
9, 18,27,28	2,68	2,10	0,29	0,14	0,28	0,19	Объемную влажность, плотность сухого грунта, пористость, консистенцию, относительную влажность.

Порядок работы. Показатели физико-механических свойств грунтов вычисляют по формулам (табл. 2).

Таблица 2

Физические величины и классификационные показатели грунтов

№	Характеристика	Определение характеристики	Обозначение, формула
	Плотность частиц грунта, г/см3	Отношение массы сухого грунта к объему его твердой части	Рм
	Плотность грунта, г/см	Отношение массы грунта (включая массу воды в его порах) к занимаемой этим грунтом объему.	р
	Влажность	Отношение массы воды, со­держащейся в грунте, к массе сухого грунта.	W
	Плотность сухого грунта, г/см3	Отношение массы сухого грунта к объему занимаемо­му этим грунтом (включая объем пор)
	Пористость	Отношение объема пор к объему всего грунта, включая поры
	Коэффициент порис­тости	Отношение объема пор к объему твердой части скеле­та грунта
	Относительная влаж­ность (степень влаж­ности)	Отношение объема воды к объему пор грунта - степень заполнения пор водой rв -плотность воды, г/см3
	Полная влагоемкость	Влажность грунта, соответ­ствующая полному заполне­нию пор водой
	Естественная влажность	Влажность грунта в природ­ном состоянии	W
	Максимальная молекулярная влагоемкость	Влажность грунта при мак­симальной толщине пленок связанной воды	Wм
	Объемная влажность	Отношение объема воды, со­держащейся в грунте, к об­щему объему грунта	W0=Wrck
	Коэффициент водо­отдачи	Разность между полной влагоемкостью и максимальной молекулярной	m=Wn-Wм=еrв-Wrм
	Недостаток насыщения	Отношение объема пор, не заполненных водой, к обще­му объему грунта	mн=rм(Wn-W)
	Граница текучести	Влажность, при которой связный грунт переходит из пластичного состояния в те­кучее и наоборот	WТ
	Граница раскатыва­ния	Влажность, при которой связный грунт переходит из твердого состояния в пластичное и наоборот	Wp
	Число пластичности	Разность влажностей на гра­ницах текучести и пластич­ности	In=WT-Wp
17	Консистенция	Показатель состояния грунта нарушенной структуры